专利名称：一种改善活性炭纤维对甲醛吸附性能的方法
技术领域：
本发明涉及一种改善活性炭纤维对甲醛吸附性能的方法。
背景技术：
甲醛是室内空气主要的污染物，备受人们重视,它严重危害人类的健康，控制室内的甲醛污染，已成为环境保护工作的一项重要内容。甲醛是具有较高毒性的有毒物质，对人体健康的危害极大,在中国有毒化学品优先控制名单中高居第二位，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。甲醛对人体健康的影响,主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常、免疫功能降低、影响中枢神经系统及损伤细胞内的遗传物质等方面。
净化甲醛的方法中有化学反应法、催化氧化法和吸附法等。化学反应法和催化氧化法操作复杂，很难应用到日常净化室内甲醛等污染物中。吸附法是利
用某些吸附能力强的物质(如活性炭、M203、硅胶和分子筛等吸附剂)吸附空气中有害物质从而达到消除污染物的目的。其中，活性炭优越的吸附性能使其成为近年来深受人们青睐的吸附材料。但若气态醛类直接利用活性炭进行物理吸附时，吸附时间长，净化效率较低。发明目的本发明针对现有技术的缺陷，提供一种改善活性炭纤维对甲醛吸附性能的方法，以活性炭纤维(Activated Carbon Fiber, ACF)为基材，并利用低温等离子体对其进行表面改性，从而制造出一种性能优异的新型吸附材料。该材料不仅对甲醛的吸附率高，净化时间短，而且成本较低，表面改性工艺较为简单。
ACF微孔孔径结构在一定范围内具有很大的可调节性，甚至于在很多场合，吸附也常常引起ACF的微晶层间距的变化及微晶尺寸的变化，这说明ACF的结构处于亚稳态。另外，ACF极大的比表面积及极丰富的边缘碳和由原材料中带来的杂原子，使ACF的表面含有丰富的官能团。表面官能团对ACF的性能影响
很大，尤其在极性吸附质的吸附中更起了吸附初始点的作用。因此，该方法采用不同的方法对ACF进行改性以增加ACF的吸附效率。
本发明一种改善活性炭纤维对甲醛吸附性能的方法，其步骤是将厚度小于10mm的ACF平铺于低温等离子体发生器的下极板上；调整低温等离子体发生器的两极板间距至20-60mm之间；将低温等离子体发生器内部气压抽至0-1000Pa;在低温等离子体发生器两级板间输出电压5-20kV下持续放电2-6min;放电结東后取出ACF。
本发明进一步改进技术方案，其步骤是将厚度小于10mm的ACF平铺于低温等离子体发生器的下极板上，调整低温等离子体发生器的两极板间距至20-60mm之间；将低温等离子体发生器内部气压抽至0-1000Pa;向低温等离子体发生器内部通入氮气至低温等离子体发生器内部气压为100kPa士5kPa，再将低 温等离子体发生器内部气压抽至0-1000Pa;利用辉光放电产生低温等离子体，设 定低温等离子体发生器的两极板间放电电压为5-20kV,持续放电2-6min，放电 结束后取出ACF。
用本发明方法处理ACF材料，不仅可以提高对甲醛的吸附率，缩短净化时 间，而且成本较低，表面改性工艺较为简单。应用该方法制备的ACF可以更广 泛地应用于工业用水的处理、城巿居民生活用水的处理、室内空气污染的防治、 烟气脱硫、汽车尾气污染防治、防毒面具及虑毒通风装置等。
釆用本发明制造的活性炭纤维，与未处理的活性炭纤维相比，净化相同浓 度的甲醛效率可从48%提高到74%。此方法制备的除对甲醛有良好净化效果外， 还能够应用于净化空气中的VOCs，如烃类、芳烃类、醇类、醛类、酮类、酯类、 胺类、有机酸等，减少VOCs对人体健康的危害。此方法制备'的ACF还可用于 水厂及糖厂的净水装置，可达到脱色、脱臭和去除有机物的目的。
具体实施例方式
下面结合实施例，对本发明作详细说明。
实施例1:
将厚度为4mm的ACF平铺于低温等离子体发生器的下极板上。调整低温等 离子体发生器的两极板间距至35.0mm，用气泵将低温等离子体发生器内部气压抽至800Pa，在低温等离子体发生器两级板间输出电压10kV下持续放电4min。 放电结東后取出ACF。用该ACF对甲醛气体进行吸附，经7min，空气中的甲醛 浓度可由ll.OOppm降低至5.69ppm，净化效率为71.00%。 实施例2:
与实施例l基本相同，所不同的是ACF的厚度为10mm;低温等离子体发 生器的两极板间距为20mm;将低温等离子体发生器内部气压抽至0Pa;在低温 等离子体发生器两级板间输出电压5kV下持续放电6min。
实施例3:
与实施例l基本相同，所不同的是ACF的厚度为lmm;低温等离子体发 生器的两极板间距为60mm;将低温等离子体发生器内部气压抽至1000Pa;在低 温等离子体发生器两级板间输出电压20kV下持续放电2min。
实施例4:
将厚度为6mm的ACF平铺于低温等离子体发生器的下极板上。调整低温等 离子体发生器的两极板间距至22.0mm,用气泵将低温等离子体发生器的内部气 压抽至800Pa,在低温等离子体发生器的两级板间输出电压8kV下持续放电 3min，放电结束后取出ACF。用该ACF对甲醛气体进行吸附，经9min,空气中 的甲醛浓度可由10"5ppm降低至3.07ppm，净化效率为71.88%。
实施例5:将厚度为9mm的ACF平铺于低温等离子体发生器的下极板上，调整两极板 间距至46.2mm,用气泵将反应装置内部气压抽至900Pa,通入氮气至内部气压 为101kPa，再利用气泵将装置内气压抽至900Pa。在两级板间输出电压9kV下持 续放电4min，放电结束后取出ACF。用该ACF对甲醛气体进行吸附，经8min, 空气中的甲醛浓度可由11.57ppm降低至3.52ppm,净化效率为72.27%。
实施例6:
将厚度为5mm的ACF平铺于低温等离子体发生器的下极板上，调整两极板 间距至34.2mm，用气泵将反应装置内部气压抽至900Pa，通入氮气至内部气压 为98kPa,再利用气泵将装置内气压抽至900Pa。在两级板间输出电压6kV下持 续放电6min，放电结束后取出ACF。用该ACF对甲醛气体进行吸附，经9min， 空气中的曱醛浓度可由1U9ppm降低至2,63ppm，净化效率为76.50%。
ACF的厚度为10mm，调整低温等离子体发生器的两极板间距为20mm;将 低温等离子体发生器内部气压抽至0Pa;向低温等离子体发生器内部通入氮气至 低温等离子体发生器内部气压为100kPa土5kPa，再将低温等离子体发生器内部 气压抽至0Pa;设定低温等离子体发生器的两极板间放电电压为20kV，持续放 电4min。
ACF的厚度为2mm，调整低温等离子体发生器的两极板间距为60mm;将 低温等离子体发生器内部气压抽至1000Pa;向低温等离子体发生器内部通入氮气至低温等离子体发生器内部气压为100kPa土5kPa，再将低温等离子体发生器 内部气压抽至1000Pa;利用辉光放电产生低温等离子体，设定低温等离子体发 生器的两极板间放电电压为5kV，持续放电2min。
权利要求
1、一种改善活性炭纤维对甲醛吸附性能的方法，其步骤是将厚度小于10mm的ACF平铺于低温等离子体发生器的下极板上；调整低温等离子体发生器的两极板间距至20-60mm之间；将低温等离子体发生器内部气压抽至0--1000Pa；在低温等离子体发生器两级板间输出电压5-20kV下持续放电2-6min；放电结束后取出ACF。
2、 一种改善活性炭纤维对甲醛吸附性能的方法，其步骤是将厚度小于 10mm的ACF平铺于低温等离子体发生器的下极板上，调整低温等离子体发生 器的两极板间距至20-60mm之间；将低温等离子体发生器内部气压抽至 0-1000Pa;向低温等离子体发生器内部通入氮气至低温等离子体发生器内部气压 为100kPa土5kPa，再将低温等离子体发生器内部气压抽至0-1000Pa;利用辉光放 电产生低温等离子体，设定低温等离子体发生器的两极板间放电电压为5-20kV, 持续放电2-6min,放电结束后取出ACF。
全文摘要
本发明公开了一种改善活性炭纤维对甲醛吸附性能的方法，其步骤是将厚度小于10mm的ACF平铺于低温等离子体发生器的下极板上；调整低温等离子体发生器的两极板间距至20-60mm之间；将低温等离子体发生器内部气压抽至0-1000Pa；在低温等离子体发生器两级板间输出电压5-20kV下持续放电2-6min；放电结束后取出ACF。用本发明方法处理ACF材料，不仅可以提高对甲醛的吸附率，缩短净化时间，而且成本较低，表面改性工艺较为简单。
文档编号B01J20/28GK101549281SQ200910029300
公开日2009年10月7日 申请日期2009年4月8日 优先权日2009年4月8日
发明者孔德彧, 戚大威, 李颖新, 宽 王, 寰 董, 顾中铸 申请人:南京师范大学